KR20060039728A - 오디오/비디오 서비스와 데이터 서비스의 동기화를 위한지상파 디지털멀티미디어방송 송/수신 시스템 - Google Patents

오디오/비디오 서비스와 데이터 서비스의 동기화를 위한지상파 디지털멀티미디어방송 송/수신 시스템 Download PDF

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Abstract

1. 청구범위에 기재된 발명이 속한 기술분야
본 발명은 오디오/비디오 서비스와 데이터 서비스의 동기화를 위한 지상파 디지털멀티미디어방송 송/수신 시스템에 관한 것임.
2. 발명이 해결하려고 하는 기술적 과제
본 발명은, 디지털멀티미디어방송(DMB)에서 유레카147(Eureka-147) 등의 DMB 시스템규격을 기반으로 전송되는 데이터를, 멀티미디어데이터 규격(예를 들면, MPEG-4, MPEG-2 등)으로 인코딩 및 다중화되어 전송되는 오디오/비디오(AV) 스트림에 동기화시키기 위한, 오디오/비디오 서비스와 데이터 서비스의 동기화를 위한 지상파 디지털멀티미디어방송 송/수신 시스템을 제공하는데 그 목적이 있음.
3. 발명의 해결방법의 요지
본 발명은, 지상파 디지털멀티미디어방송(DMB) 송신 시스템에 있어서, DMB방송을 위한 오디오/비디오(AV) 콘텐츠를 생성하기 위한 AV 생성 수단; 상기 AV 콘텐츠를 지상파 DMB 정합표준에 맞게 인코딩하여 AV 스트림을 생성하기 위한 DMB AV 인코딩 수단; 상기 AV 스트림의 헤더를 해석하여 프로그램기준시간정보(PCR)를 추출하기 위한 PCR 추출 수단; DMB 시스템 규격 기반의 부가적인 데이터 서비스를 위한 데이터를 생성하기 위한 데이터 생성 수단; 상기 AV 생성 수단의 AV 콘텐츠 생성시간과 상기 데이터 생성 수단의 데이터 생성시간을 맞추기 위하여 스케쥴링을 수행하기 위한 스케쥴링 수단; 상기 데이터 생성 수단에서 생성된 데이터를 오브젝 트화 및 패킷화하며, 사용자의 선택에 따라 상기 AV스트림에 포함된 PCR과 앙상블 다중화 수단에 사용되는 절대시간정보 중 어느 하나를 선택하여, 데이터 오브젝터의 헤더에 상기 데이터 오브젝트의 디코딩 및 재생에 대한 타이밍정보로 삽입하기 위한 데이터 인코딩 수단; 상기 DMB AV 인코딩 수단으로부터 출력되는 AV 스트림과 데이터 인코딩 수단으로부터 출력되는 데이터 패킷을 다중화하여 앙상블전송인터페이스(ETI)프레임을 구성하기 위한 상기 앙상블 다중화 수단; 및 상기 ETI프레임을 RF방송신호로 변환하여 송출하기 위한 DMB 송신 수단을 포함함.
4. 발명의 중요한 용도
본 발명은 디지털멀티미디어방송(DMB)에서의 오디오/비디오 서비스와 데이터 서비스의 동기화 등에 이용됨.
DMB, 데이터 방송, 방송서비스 동기화, Eureka-147, 타이밍정보, PCR, UTC, UTC절대시간정보, 타이밍정보 플래그

Description

오디오/비디오 서비스와 데이터 서비스의 동기화를 위한 지상파 디지털멀티미디어방송 송/수신 시스템{Terrestrial DMB broadcasting tranceiving System for synchronizing data service with audio/video service}
도 1 은 종래의 지상파 DMB 방송 송신 시스템의 구성예시도,
도 2 는 본 발명에 따른 오디오/비디오 서비스와 데이터 서비스의 동기화를 위한 지상파 DMB방송 송신 시스템 및 그 방법에 대한 일실시예 설명도,
도 3 은 본 발명에 따른 오디오/비디오 서비스와 데이터 서비스의 동기화를 위한 데이터 오브젝터의 일실시예 구조도,
도 4 는 본 발명에 따른 오디오/비디오 서비스와 데이터 서비스의 동기화를 위한 지상파 DMB방송 수신 시스템 및 그 방법에 대한 일실시예 설명도,
도 5 는 본 발명에 따른 DMB방송 수신 시스템에서의 데이터 오브젝터 헤더의 해석을 통한 디코딩 및 재생 시간 결정 방법에 대한 일실시예 흐름도이다.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명
200: 오디오/비디오(AV) 생성부 210: DMB AV 인코더
220: 외부호화부 230: 데이터 생성부
240: 데이터 인코더 250: 앙상블 다중화부
260: DMB 송신부 270: 스케쥴러
280: PCR 추출부 400: RF수신 및 채널디코더
410: FIC 해석부 420: MSC 처리부
430: 외복호화부 440: DMB AV 디코더
450: DMB AV 재생부 460: 동기 참조 판별부
470: DMB 데이터 디코더 480: 데이터 재생부
본 발명은 오디오/비디오 서비스와 데이터 서비스의 동기화를 위한 지상파 디지털멀티미디어방송 송/수신 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 디지털멀티미디어방송(DMB)에서 유레카147(Eureka-147) 등의 DMB 시스템규격을 기반으로 전송되는 데이터를, 멀티미디어데이터 규격(예를 들면, MPEG-4, MPEG-2 등)으로 인코딩 및 다중화되어 전송되는 오디오/비디오(AV) 스트림에 동기화시키기 위한, 오디오/비디오 서비스와 데이터 서비스의 동기화를 위한 지상파 디지털멀티미디어방송 송/수신 시스템에 관한 것이다.
도 1 은 종래의 지상파 DMB 방송 송신 시스템의 구성예시도이다.
오디오/비디오(AV: Audio/Video) 생성부(100)가 DMB 방송을 위한 비디오 신 호 및 오디오 신호를 생성하면, DMB AV 인코더(210)는 DMB 비디오 송수신 정합표준에 따라 인코딩하여 AV 스트림을 발생시킨다. 이 과정에는 MPEG-4의 AV 인코딩 과정과 MPEG-2 TS(transport stream)로의 다중화 과정이 포함된다. 그리고 나서, 외부호화부(120)는 DMB AV 인코더(210)의 출력 데이터에 대하여 외부호화를 수행한다.
한편, 유레카147(Euraka-147) 기반의 데이터서비스를 위해서, 데이터 생성부(130)는 오디오/비디오(AV) 신호와 무관한 각종 데이터를 발생시키고, 데이터 인코더(140)는 이를 인코딩하여 데이터 패킷을 발생시킨다.
외부호화부(120) 및 데이터 인코더(140)에서 출력되는 AV 스트림 및 패킷 데이터는 앙상블 다중화부(150)에 의해 앙상블 전송 인터페이스(Ensemble Transport Interface) 규격의 프레임(ETI 프레임)으로 다중화된 후 DMB 송신부(160)에서 COFDM 인코딩 등의 과정을 거쳐 RF(Radio Frequency)신호로 송출된다.
여기서, ETI 프레임은 기본적으로 고속정보채널(FIC: Fast Information Channel)(이하, FIC라 함)와 주(主) 서비스 채널(MSC: Main Service Channel)(이하, MSC라 함) 데이터로 구성되는데, 이는 각각 FIC 구성부(151)와 MSC 구성부(152)에서 생성된다.
Eureka-147 시스템에서 FIC 채널은 다중화 정보 및 서비스 정보의 제공을 위해 신속한 접근을 할 수 있게 하는 정보 채널이며, MSC 채널은 FIC채널을 통해 설정된 다중화 구조에 따라 각 서비스에 해당하는 서비스 콤포넌트들을 다중화하기 위한 주 서비스 채널이다.
기본 오디오 데이터, AV 스트림 및 다양한 부가 데이터들이 MSC에 다중화되어 전송된다. FIC에는 절대 시간이 UTC(Universal Coordinated Time) 형태로 FIG 타입0 확장형10(FIG 0/10)에 삽입되게 되는데, 이는 MSC의 데이터들이 디코딩 및 재생되는 기준 시간을 제공한다. 따라서, 이 UTC절대시간정보가 데이터 인코딩시 타이밍정보의 기준으로 삽입될 수 있다.
MPEG-4 및 MPEG-2 시스템에서는 기본 스트림(ES: Elementary Stream)에 의해 전송되는 AV 데이터를 동기시키고 타이밍정보를 전송하기 위해, 기준 클럭(clock reference)과 타임 스탬프(time stamp)들을 사용한다.
MPEG-4에서의 타임 스탬프들은 수신 단말이 디코딩 버퍼에 있는 접근단위(access unit)들의 디코딩 시점을 정의하기 위해 디코딩 타임 스탬프(DTS: Decording Time Stamp)를 사용하며, 콤포지션 단위(CU: Composition Unit)들의 콤포지션(composition) 시점을 정확히 나타내기 위해 콤포지션 타임 스탬프(CTS: omposition Time Stamp)를 사용한다.
오브젝트 기준 클럭(OCR: Object Clock Reference)은 주어진 스트림에 대한 시간 표기를 ES 디코더로 전송하기 위해 사용된다. 오브젝트 기준 클럭(OCR) 값은 송신단말이 오브젝트 기준 클럭(OCR) 타임 스탬프를 발생시키는 시간에서의 오브젝트 타임 베이스(OTB: Object Time Base)값에 대응되며, 오브젝트 기준 클럭(OCR) 값들은 SL 패킷 헤더에 포함되어 전송된다.
MPEG-2에서는 인코더의 시스템 타임 클럭(STC: System Time Clock)(이하, STC라 함) 정보를 42비트로 구성된 프로그램기준시간정보인 PCR(Program Clock Reference)(이하, PCR이라 함)에 실어 전송함으로써, 디코더의 시스템 타임 클럭을 인코더의 시스템 타임 클럭과 동기시킨다.
또한, 접근단위가 수신기에 의해 재생되는 시간을 나타내기 위해서는 프로그램 타임 스탬프(PTS: Program Time Stamp)(이하, PTS이라 함)를 사용한다. 이 PTS는 임의의 접근 단위가 인코더로 입력되는 순간에 PCR의 하위 33비트 계수기의 값에 해당하며, 패킷 기본 스트림(PES: Packet Elementary Stream)의 헤더에 PTS 필드값으로 부호화된다.
디코더에서는 전송된 PCR과 동기화된 디코더 시스템 타임 클럭의 33비트 계수기 값이 전송된 PTS와 일치할 때, 비디오와 오디오를 재현함으로써 재생 시간을 맞춘다.
국내 지상파 DMB 방송에서는 MPEG-4 및 MPEG-2를 동시에 사용하고 있다. 여기서, 오디오 및 비디오의 타이밍정보를 전송하고 동기화하기 위하여, MPEG-2의 경우에는 PCR, PTS를 이용하고, MPEG-4의 경우에는 오브젝트 기준 클럭(OCR), 콤포지션 타임 스탬프(CTS), 디코딩 타임 스탬프(DTS) 정보를 이용한다. 또한, MPEG-4와 MPEG-2의 동기화를 위해서 MPEG-4의 SL 패킷이 MPEG-2의 PES 패킷으로 매핑될 때 1:1이 되게 하고, MPEG-2의 PTS는 MPEG-4의 SL패킷 헤더에 오브젝트 기준 클럭(OCR)이 포함되어 올 경우에만 PES 헤더에 포함되고, 그렇지 않을 경우에는 PTS를 사용하지 않는다. 또한 MPEG-4 데이터 스트림에 대한 시간 표기를 정의하는 오브젝트 타임 베이스(OTB)는 MPEG-2의 시스템 타임 클럭과 맞물리게 한다.
결국, MPEG-4의 오브젝트 타임 베이스(OTB)는 SL 패킷 헤더에 코딩된 오브젝 트 기준 클럭(OCR)에 의해 전달되고, 이 오브젝트 기준 클럭(OCR)은 MPEG-2 PTS와 동기화되게 함으로써 MPEG-2 TS를 통해 MPEG-4의 데이터가 전송될 때 동기화가 이루어진다.
결과적으로 DMB AV인코더(110)에서 출력되는 스트림에서 PTS는 비디오와 오디오의 타이밍정보의 기준이 되며, 이 PTS를 이용하면 DMB 오디오/비디오(AV) 스트림과 부가적인 데이터와의 동기화를 이룰 수 있다.
한편, 도 1의 데이터 인코더(140)는 DMB 시스템 규격(Eureka-147) 기반의 데이터 전송 규격인 MOT(Multimedia Object Protocol) 등을 이용하여 데이터를 인코딩할 때, 타이밍정보를 전송하기 위해서 FIC 채널을 통해 전송되는 UTC절대시간정보를 참조하고 있으므로, DMB 오디오/비디오(AV) 스트림과 데이터 간의 동기화를 달성하기가 곤란하다는 문제점이 있다.
본 발명은, 상기 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로, 디지털멀티미디어방송(DMB)에서 유레카147(Eureka-147) 등의 DMB 시스템규격을 기반으로 전송되는 데이터를, 멀티미디어데이터 규격(예를 들면, MPEG-4, MPEG-2 등)으로 인코딩 및 다중화되어 전송되는 오디오/비디오(AV) 스트림에 동기화시키기 위한, 오디오/비디오 서비스와 데이터 서비스의 동기화를 위한 지상파 디지털멀티미디어방송 송/수신 시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.
즉, 본 발명은, 데이터 인코딩 과정에서 생성되는 데이터 오브젝터에 타이밍 정보 필드를 삽입함에 있어서, 프로그램기준시간정보(PCR) 또는 절대시간정보(UTC)를 선택적으로 사용하고 이를 타이밍정보 플래그(PTS_UTC 플래그)를 통하여 표시함으로써, 유레카147(Eureka-147) 등의 DMB 시스템규격 기반의 데이터 서비스와 호환 가능하면서, 오디오/비디오 서비스와 동기화된 데이터 서비스를 제공할 수 있게 하는, 오디오/비디오 서비스에 데이터 서비스를 동기화시키기 위한 지상파 디지털멀티미디어방송 송신 시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.
또한, 본 발명은, 데이터 오브젝터의 헤더에 삽입된 타이밍정보 플래그를 해석하여, 그 해석 결과에 따라 프로그램기준시간정보(PCR) 또는 절대시간정보(UTC) 중 어느 하나를 이용하여 데이터의 디코딩시 타이밍 참조의 기준으로 사용함으로써, 유레카147(Eureka-147) 등의 DMB 시스템규격에 따른 데이터 전송 방식과 호환되면서 오디오/비디오와 동기화된 데이터 서비스를 제공할 수 있게 하는, 오디오/비디오 서비스에 데이터 서비스를 동기화시키기 위한 지상파 디지털멀티미디어방송 수신 시스템을 제공하는데 다른 목적이 있다.
본 발명의 다른 목적 및 장점들은 하기의 설명에 의해서 이해될 수 있으며, 본 발명의 실시예에 의해 보다 분명하게 알게 될 것이다. 또한, 본 발명의 목적 및 장점들은 특허 청구 범위에 나타낸 수단 및 그 조합에 의해 실현될 수 있음을 쉽게 알 수 있을 것이다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 지상파 디지털멀티미디어방송(DMB) 송신 시스템에 있어서, DMB방송을 위한 오디오/비디오(AV) 콘텐츠를 생성하기 위한 AV 생성 수단; 상기 AV 콘텐츠를 지상파 DMB 정합표준에 맞게 인코딩하여 AV 스트림을 생성하기 위한 DMB AV 인코딩 수단; 상기 AV 스트림의 헤더를 해석하여 프로그램기준시간정보(PCR)를 추출하기 위한 PCR 추출 수단; DMB 시스템 규격 기반의 부가적인 데이터 서비스를 위한 데이터를 생성하기 위한 데이터 생성 수단; 상기 AV 생성 수단의 AV 콘텐츠 생성시간과 상기 데이터 생성 수단의 데이터 생성시간을 맞추기 위하여 스케쥴링을 수행하기 위한 스케쥴링 수단; 상기 데이터 생성 수단에서 생성된 데이터를 오브젝트화 및 패킷화하며, 사용자의 선택에 따라 상기 AV스트림에 포함된 PCR과 앙상블 다중화 수단에 사용되는 절대시간정보 중 어느 하나를 선택하여, 데이터 오브젝터의 헤더에 상기 데이터 오브젝트의 디코딩 및 재생에 대한 타이밍정보로 삽입하기 위한 데이터 인코딩 수단; 상기 DMB AV 인코딩 수단으로부터 출력되는 AV 스트림과 데이터 인코딩 수단으로부터 출력되는 데이터 패킷을 다중화하여 앙상블전송인터페이스(ETI)프레임을 구성하기 위한 상기 앙상블 다중화 수단; 및 상기 ETI프레임을 RF방송신호로 변환하여 송출하기 위한 DMB 송신 수단을 포함한다. 또한, 상기 본 발명의 송신 시스템은, 상기 DMB AV 인코딩 수단의 출력에 대하여 외부호화를 수행하기 위한 외부호화 수단을 더 포함한다.
한편, 본 발명은, 지상파 디지털멀티미디어방송 수신 시스템에 있어서, RF방송신호를 수신하여 복조 및 채널 디코딩을 수행하고, 고속정보채널(FIC) 데이터와 주서비스채널(MSC) 데이터로 분리하기 위한 RF수신 및 채널디코딩 수단; 상기 FIC 데이터를 해석하여 다중화 정보 및 서비스 정보(SI)를 획득하기 위한 FIC 해석 수 단; 상기 다중화 정보 및 서비스 정보를 이용하여, 상기 MSC 데이터를 AV 스트림과 데이터 패킷으로 분리하기 위한 MSC 처리 수단; 상기 AV 스트림을 디코딩하고, 상기 AV 스트림에 포함된 프로그램기준시간정보(PCR)을 추출하기 위한 DMB AV 디코딩 수단; 상기 데이터 패킷에 대하여 데이터 오브젝터 헤더를 해석하여 타이밍정보 플래그 및 타이밍정보를 구하고, 동기 참조 판별 수단의 제어에 의하여 입력되는 디코딩 및 재생의 타이밍정보를 이용하여 데이터 오브젝터 파일의 디코딩 시간 및 재생 시간을 결정한 후, 상기 디코딩시간에 따라 상기 데이터 패킷을 디코딩하기 위한 DMB 데이터 디코딩 수단; 상기 DMB 데이터 디코딩 수단이 구한 타이밍정보 플래그를 해석하고, 상기 타이밍정보 플래그의 해석 결과에 따라 해당 타이밍정보가 상기 DMB 데이터 디코딩 수단으로 전달되도록 제어하기 위한 동기 참조 판별 수단; 상기 DMB AV 디코딩 수단에서 디코딩된 AV스트림을 재생하기 위한 DMB AV 재생 수단; 및 상기 DMB 데이터 디코딩 수단에서 디코딩되어 출력되는 데이터를 상기 재생 시간에 따라 재생하는 데이터 재생 수단을 포함한다. 또한, 상기 본 발명의 수신 시스템은, 상기 MSC 처리 수단에서 분리된 AV 스트림이 외부호화된 경우에는 상기 AV 스트림에 대하여 외복호화를 수행하여 상기 DMB AV 디코딩 수단으로 전달하기 위한 외복호화 수단을 더 포함한다.
본 발명은, DMB 방송에서 서비스되는 데이터를, DMB시스템규격(Eureka-147) 기반의 데이터 전송 방식과 호환되면서 멀티미디어데이터 규격(예를 들면, MPEG-4 및 MPEG-2 등)으로 인코딩 및 다중화되어 전송되는 DMB 비디오 및 오디오에 동기화하는 것이다.
상술한 목적, 특징 및 장점은 첨부된 도면과 관련한 다음의 상세한 설명을 통하여 보다 분명해 질 것이며, 그에 따라 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 것이다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서 본 발명과 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에 그 상세한 설명을 생략하기로 한다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 일실시예를 상세히 설명하기로 한다.
도 2 는 본 발명에 따른 오디오/비디오 서비스와 데이터 서비스의 동기화를 위한 지상파 DMB 방송 송신 시스템 및 그 방법에 대한 일실시예 설명도이다.
이하, 오디오/비디오 서비스와 데이터 서비스의 동기화를 위한 지상파 DMB 방송 송신 시스템과 그 시스템 내에서 수행되는 오디오/비디오 서비스와 데이터 서비스의 동기화를 위한 지상파 DMB 방송 송신 방법을 함께 설명하기로 한다.
오디오/비디오(AV) 생성부(200)가 DMB 방송에서 동영상 서비스를 위한 오디오/비디오 콘텐츠를 실시간 혹은 저장매체를 통해 발생시키면, DMB AV 인코더(210)에서는 이를 MPEG-4 및 MPEG-2 기반의 지상파 DMB 정합표준에 맞게 인코딩한다. 이 때, 오디오 및 비디오의 타이밍정보를 전송하고 동기화하기 위해서, MPEG-4의 경우에는 오브젝트 기준 클럭(OCR), 디코딩 타임 스탬프(DTS), 콤포지션 타임 스탬프(CTS)를 인코딩하여 삽입하고, MPEG-2의 경우에는 PCR(Program Clock Reference), PTS(Program Time Stamp)로 구성된 타임스탬프를 인코딩하여 삽입하게 된다. 여기서, 각 타임 스탬프들의 기준 타임베이스를 제공하는 것은 PCR이며, DMB AV 인코더 (210)의 최종 출력인 MPEG-2 전송스트림(TS)의 헤더에 일정한 주기를 가지고 삽입된다.
외부호화부(220)는 채널 오류율을 강화하기 위해 RS 인코딩과 컨벌루션 인터리브(convolutional interleave)와 같은 외부호화 기능을 수행한다.
한편, PCR 추출부(280)는 DMB AV 인코더(210)의 최종출력인 MPEG-2 TS의 헤더를 해석한 후 PCR을 추출하여 데이터 인코더(240)로 보낸다.
Eureka-147 기반의 부가적인 데이터 서비스를 위해서, 데이터 생성부(230)는 수집 및 저작 과정 등을 거쳐 XML, HTML 및 JPEG 등의 각종 데이터들(다양한 데이터 서비스를 위한 데이터들)을 생성하여 저장하고 있으며, 방송을 위해 데이터 인코더(240)로 데이터 파일을 내보낸다.
스케쥴러(270)는 AV 생성부(230)에서 발생되는 오디오/비디오와 데이터의 동기화된 서비스를 위해서, AV 생성부(200) 및 데이터 생성부(230)의 생성 시간을 스케쥴링한다. 즉, 스케쥴러(270)는 DMB AV인코더(210) 및 데이터 인코더 (240)의 처리 시간을 고려하여, 비디오 및 오디오로부터 원하는 특정 장면에 동기화 데이터를 재생하도록 시각을 조절한다.
데이터 인코더(240)의 인코딩 과정은 파일 혹은 디렉토리 단위로 데이터를 오브젝트(object)화하고 다시 이를 패킷화하는 과정이다. 이 때, 하나의 데이터 오브젝트가 디코딩 및 재생되어야 할 시간에 대한 타이밍정보를 데이터 오브젝터의 헤더(300)에 삽입하게 된다. 여기서, 타이밍정보는 사용자의 선택에 따라, PCR 추출부(280)에서 추출된 PCR과, FIC구성부에서 사용되는 절대시간정보인 UTC 중 어느 하나이다. 이에 대한 상세한 설명은 도 3에서 하기로 한다.
위에서 설명한 바와 같이, 비디오와 오디오의 타이밍정보의 기준이 되는 타임스탬프가 PTS이므로, 비디오와 데이터의 동기화를 위해서는 이를 이용해야 한다.
즉, 데이터 인코더(240)는 데이터 오브젝터의 헤더가 인코딩되는 시점에 PCR 추출부(280)를 통해 입력되는 44비트의 PCR 중 하위 33비트를 취함으로써 PTS값을 생성하고, 이를 데이터 오브젝터의 헤더에 삽입하게 된다. 이 때 미리 스케쥴러(270)에 의해 데이터 파일이 발생되는 시점이 비디오와 맞도록 조정되어 있으므로, 임의의 데이터 오브젝터의 인코딩은 비디오와 동기화되게 된다.
한편, DMB AV인코더(210) 및 데이터 인코더(240)에서 생성된 AV 스트림 및 데이터 패킷은 앙상블 다중화부(250)에 의해 앙상블 전송 인터페이스(Ensemble Transport Interface) 규격의 프레임(즉, ETI프레임)으로 다중화된다. 여기서, ETI프레임은 기본적으로 FIC와 MSC 데이터로 구성되는데, 이는 각각 FIC 구성부(251)와 MSC 구성부(252)에서 생성된다. FIC에는 절대 시간이 UTC 형태로 삽입되게 되는데, 이는 MSC의 데이터들이 디코딩 및 재생되는 기준 시간을 제공한다.
마지막으로, DMB 송신부(260)는 앙상블 다중화부(250)에서 구성된 ETI 프레임에 대하여 OFDM(Othogonal Frequency Division Multiplexing) 인코딩을 수행하고 RF신호로 변환하여 송출을 수행한다.
도 3 은 본 발명에 따른 오디오/비디오 서비스와 데이터 서비스의 동기화를 위한 데이터 오브젝터의 일실시예 구조도이다.
데이터 오브젝터의 헤더(300)에 삽입될 타이밍정보는 Eureka-147 기반의 데 이터 서비스와 호환되기 위해서, 도 3에 도시된 바와 같이, 타이밍정보 플래그(PTS_UTC 플래그)(301)와 타이밍정보 필드(302)로 구성된다. 여기서, 타이밍정보 필드(302)는 트리거 타임(trigger time), 소멸 타임(expire time) 등이 필드값이 될 수 있다.
만일, 비디오와 동기화된 데이터 서비스를 위해서는 PTS가 타이밍정보 필드 값(302)으로 삽입되어야 하며, Eureka-147 기반의 데이터 서비스를 위해서는 UTC 기반의 값이 타이밍정보 필드 값(302)으로 삽입되어야 한다. 또한, 이 두 타이밍정보 필드의 구분은 PTS_UTC 플래그에 의해 이루어진다.
즉, 데이터 인코더(240)에서는 타이밍정보 필드를 위해 PCR 추출부(280)로부터의 PCR 또는 FIC 구성부(251)로부터의 UTC절대시간정보를 선택적으로 사용함으로써, Eureka-147 기반의 데이터 서비스와 호환 가능하면서 비디오 서비스와 동기화된 데이터 서비스를 제공할 수 있게 된다.
도 4 는 본 발명에 따른 오디오/비디오 서비스와 데이터 서비스의 동기화를 위한 지상파 DMB 방송 수신 시스템 및 그 방법에 대한 일실시예 설명도이다.
이하, 오디오/비디오 서비스와 데이터 서비스의 동기화를 위한 지상파 DMB 방송 수신 시스템과 그 시스템 내에서 수행되는 오디오/비디오 서비스와 데이터 서비스의 동기화를 위한 지상파 DMB 방송 수신 방법을 함께 설명하기로 한다.
RF수신 및 채널디코더(400)는 RF 방송신호를 수신하여 기저대역 신호로 복조하고 채널 디코딩한 후, FIC데이터와 MSC데이터로 분리하여 FIC데이터는 FIC 해석부(410)로 전송하고 MSC데이터는 MSC처리부(420)로 전송한다.
그러면, FIC 해석부(410)는 FIC데이터를 해석하여 다중화 정보 및 서비스 정보(SI)를 획득하고, MSC처리부(420)는 FIC 해석부(410)에서 해석되어 전달된 다중화 정보 및 서비스 정보(예를 들면, UTC절대시간정보 등)를 이용하여, MSC 채널을 통해 전송된 MSC데이터를 AV스트림과 데이터 패킷으로 분리한다.
외복호화부(430)는 MSC처리부(420)에 의하여 분리되어 전송된 AV 스트림에 대하여 외복호화를 수행하고, DMB AV 디코더(440)는 그 외복호화된 AV 스트림을 디코딩하며 AV 스트림에 포함된 PCR을 추출한다. 한편, DMB 데이터 디코더(470)는 MSC처리부(420)에 의하여 분리되어 전송된 데이터 패킷의 디코딩을 수행하는데, 먼저 데이터 오브젝터 헤더를 해석하여 PTS_UTC 플래그 및 타이밍정보필드 값을 구한다.
동기 참조 판별부(460)는 DMB 데이터 디코더(470)가 구한 PTS_UTC 플래그를 해석하여, 만일 타이밍정보가 PTS로 판별이 되면, 헤더에 실린 타이밍정보필드는 PTS 기반의 정보이므로 DMB AV디코더(440)로부터 PCR 정보가 DMB 데이터 디코더(470)로 전달되도록 스위칭 제어한다. 한편, 만일 타이밍정보가 UTC절대시간정보로 판별이 되면 헤더에 실린 타이밍정보는 UTC 기반의 정보이므로, FIC 해석부(410)로부터 UTC절대시간정보가 DMB 데이터 디코더(470)로 전달되도록 스위칭 제어한다.
다시 말해서, 동기 참조 판별부(460)는 만일 PTS_UTC 플래그를 해석하여 타이밍정보가 PTS로 판별이 되면, 이는 비디오 서비스와 동기화된 서비스이므로, DMB AV디코더(440)로부터 PCR 정보가 DMB 데이터 디코더(470)로 전달되도록 스위칭 제어하게 되는데, 이 경우 DMB 데이터 디코더(470)는 DMB AV 디코더(440)로부터 출력 된 PCR값의 하위 33 비트를 취하여, 데이터 오브젝터의 헤더에 삽입된 PTS기반의 타이밍정보필드와 비교하여 데이터 오브젝터 파일의 디코딩 시간 및 재생 시간을 결정하게 된다. 이 때, 일치하는 시점이 해당되는 데이터 오브젝터 파일의 디코딩 혹은 재생 시간이 되는 것이다.
한편, 동기 참조 판별부(460)는 PTS_UTC 플래그를 해석하여 타이밍정보가 UTC절대시간정보로 판별이 되면, FIC 해석부(410)로부터 UTC절대시간정보가 DMB 데이터 디코더(470)로 전달되도록 스위칭 제어하게 되는데, 이 경우 DMB 데이터 디코더(470)는 FIC 해석부(410)로부터 출력된 UTC절대시간정보와 UTC기반의 타이밍정보필드를 비교하여 데이터 오브젝터 파일의 디코딩 시간 및 재생 시간을 결정하게 된다. 이 때, 일치하는 시점이 해당되는 데이터 오브젝터 파일의 디코딩 혹은 재생 시간이 되는 것이다.
최종적으로 DMB AV 재생부(450) 및 데이터 재생부(480)는 디코딩된 AV 스트림 및 데이터 패킷이 재생시간에 맞게 각각 재생함으로써 동기화된 AV 및 데이터 서비스가 이루어지게 한다.
도 5 는 본 발명에 따른 DMB 방송 수신 시스템에서의 데이터 오브젝터 헤더의 해석을 통한 디코딩 및 재생 시간 결정 방법에 대한 일실시예 흐름도이다.
FIC 해석부(410)가 FIC 데이터를 해석하여(500) 다중화 정보 및 서비스 정보를 획득하면, MSC 처리부(420)는 상기 다중화 정보 및 서비스 정보를 이용하여 MSC 데이터를 해석하여 AV 스트림과 데이터 패킷으로 분리한다(502).
DMB 데이터 디코더(470)는 데이터 오브젝터 헤더를 해석하여 PTS_UTC 플래그 및 타이밍정보필드 값을 구하며(504), 동기 참조 판별부(460)는 DMB 데이터 디코더(470)가 구한 PTS_UTC 플래그를 해석하여 타이밍정보필드가 PTS인지 UTC절대시간정보인지를 판별한다(506).
판단 결과, PTS_UTC 플래그가 PTS를 판별되면, 동기 참조 판별부(460)는 DMB AV디코더(440)로부터 PCR 정보가 DMB 데이터 디코더(470)로 전달되도록 스위칭 제어한다.
그러면, DMB 데이터 디코더(470)는 DMB AV 디코더(440)로부터 출력된 PCR값의 하위 33 비트를 취하여, 데이터 오브젝터의 헤더에 삽입된 PTS기반의 타이밍정보필드와 비교하여(508) 데이터 오브젝터 파일의 디코딩 시간 및 재생 시간을 결정한다(512). 이 때, 일치하는 시점이 해당되는 데이터 오브젝터 파일의 디코딩 혹은 재생 시간이 되는 것이다
판단 결과, PTS_UTC 플래그가 UTC절대시간정보로 판별이 되면, 동기 참조 판별부(460)는 FIC 해석부(410)로부터 UTC절대시간정보가 DMB 데이터 디코더(470)로 전달되도록 스위칭 제어를 한다.
그러면, DMB 데이터 디코더(470)는 FIC 해석부(410)로부터 출력된 UTC절대시간정보와 UTC기반의 타이밍정보필드를 비교하여(510) 데이터 오브젝터 파일의 디코딩 시간 및 재생 시간을 결정하게 된다(512). 이 때, 일치하는 시점이 해당되는 데이터 오브젝터 파일의 디코딩 혹은 재생 시간이 되는 것이다.
이후, DMB 데이터 디코더(470)는 디코딩 시간에 따라 디코딩을 수행하고, 데이터 재생부(480)는 재생 시간에 따라 재생한다(514).
상술한 바와 같은 본 발명의 방법은 프로그램으로 구현되어 컴퓨터로 읽을 수 있는 형태로 기록매체(씨디롬, 램, 롬, 플로피 디스크, 하드 디스크, 광자기 디스크 등)에 저장될 수 있다. 이러한 과정은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있으므로 더 이상 상세히 설명하지 않기로 한다.
이상에서 설명한 본 발명은, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하므로 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니다.
상기와 같은 본 발명은, 지상파 DMB 방송에서 비디오 서비스에 데이터 서비스를 동기화시킴으로써, 즉 Eureka-147 기반으로 전송되는 데이터를 MPEG-4 또는 MPEG-2 기반의 비디오 서비스와 동기화시킴으로써, 다양한 DMB 데이터 방송 서비스를 제공하는 효과가 있다.
또한, 본 발명은, 타이밍정보로 PCR과 UTC를 선택적으로 사용함으로써, Eureka-147 기반의 데이터 서비스와의 호환을 가능하게 하면서 비디오 서비스와 동기화된 데이터 서비스를 제공할 수 있게 하는 효과가 있다.

Claims (12)

  1. 지상파 디지털멀티미디어방송(DMB) 송신 시스템에 있어서,
    DMB방송을 위한 오디오/비디오(AV) 콘텐츠를 생성하기 위한 AV 생성 수단;
    상기 AV 콘텐츠를 지상파 DMB 정합표준에 맞게 인코딩하여 AV 스트림을 생성하기 위한 DMB AV 인코딩 수단;
    상기 AV 스트림의 헤더를 해석하여 프로그램기준시간정보(PCR)를 추출하기 위한 PCR 추출 수단;
    DMB 시스템 규격 기반의 부가적인 데이터 서비스를 위한 데이터를 생성하기 위한 데이터 생성 수단;
    상기 AV 생성 수단의 AV 콘텐츠 생성시간과 상기 데이터 생성 수단의 데이터 생성시간을 맞추기 위하여 스케쥴링을 수행하기 위한 스케쥴링 수단;
    상기 데이터 생성 수단에서 생성된 데이터를 오브젝트화 및 패킷화하며, 사용자의 선택에 따라 상기 AV스트림에 포함된 PCR과 앙상블 다중화 수단에 사용되는 절대시간정보 중 어느 하나를 선택하여, 데이터 오브젝터의 헤더에 상기 데이터 오브젝트의 디코딩 및 재생에 대한 타이밍정보로 삽입하기 위한 데이터 인코딩 수단;
    상기 DMB AV 인코딩 수단으로부터 출력되는 AV 스트림과 데이터 인코딩 수단으로부터 출력되는 데이터 패킷을 다중화하여 앙상블전송인터페이스(ETI)프레임을 구성하기 위한 상기 앙상블 다중화 수단; 및
    상기 ETI프레임을 RF방송신호로 변환하여 송출하기 위한 DMB 송신 수단
    을 포함하는 오디오/비디오 서비스와 데이터 서비스의 동기화를 위한 지상파 디지털멀티미디어방송 송신 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 DMB AV 인코딩 수단의 출력에 대하여 외부호화를 수행하기 위한 외부호화 수단
    을 더 포함하는 오디오/비디오 서비스와 데이터 서비스의 동기화를 위한 지상파 디지털멀티미디어방송 송신 시스템.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 스케쥴링 수단은,
    상기 DMB AV 인코딩 수단 및 데이터 인코딩 수단의 처리 시간을 고려하여, 수신측에서 오디오/비디오의 특정 장면에 동기화 데이터를 재생할 수 있도록 스케줄링을 수행하는 것을 특징으로 하는 오디오/비디오 서비스와 데이터 서비스의 동기화를 위한 지상파 디지털멀티미디어방송 송신 시스템.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 DMB 시스템 규격은,
    유레카147(Eureka-147)인 것을 특징으로 하는, 오디오/비디오 서비스와 데이터 서비스의 동기화를 위한 지상파 디지털멀티미디어방송 송신 시스템.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 데이터 오브젝터의 헤더는,
    타이밍정보 플래그 및 타이밍정보 필드를 포함하는 것을 특징으로 하는 오디오/비디오 서비스와 데이터 서비스의 동기화를 위한 지상파 디지털멀티미디어방송 송신 시스템.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 데이터 인코딩 수단의 타이밍정보 삽입 과정은,
    사용자의 선택에 따라, 상기 데이터 오브젝터의 헤더가 인코딩되는 시점에 상기 PCR 추출 수단을 통해 입력되는 프로그램기준시간정보(PCR) 중 소정의 하위 비트를 취함으로써 프로그램타임스탬프(PTS: Program Time Stamp)값을 생성하고, 상기 생성된 프로그램타임스탬프(PTS)를 상기 데이터 오브젝터의 헤더에 삽입하는 것을 특징으로 하는 오디오/비디오 서비스와 데이터 서비스의 동기화를 위한 지상파 디지털멀티미디어방송 송신 시스템.
  7. 제 5 항에 있어서,
    상기 데이터 인코딩 수단의 타이밍정보 삽입 과정은,
    사용자의 선택에 따라, 상기 앙상블 다중화 수단에서 고속정보채널(FIC) 구성시에 삽입되는 UTC(Universal Coordinated Time)절대시간정보를, 상기 데이터 오브젝터의 헤더에 삽입하는 것을 특징으로 하는 오디오/비디오 서비스와 데이터 서비스의 동기화를 위한 지상파 디지털멀티미디어방송 송신 시스템.
  8. 지상파 디지털멀티미디어방송 수신 시스템에 있어서,
    RF방송신호를 수신하여 복조 및 채널 디코딩을 수행하고, 고속정보채널(FIC) 데이터와 주서비스채널(MSC) 데이터로 분리하기 위한 RF수신 및 채널디코딩 수단;
    상기 FIC 데이터를 해석하여 다중화 정보 및 서비스 정보(SI)를 획득하기 위한 FIC 해석 수단;
    상기 다중화 정보 및 서비스 정보를 이용하여, 상기 MSC 데이터를 AV 스트림과 데이터 패킷으로 분리하기 위한 MSC 처리 수단;
    상기 AV 스트림을 디코딩하고, 상기 AV 스트림에 포함된 프로그램기준시간정보(PCR)을 추출하기 위한 DMB AV 디코딩 수단;
    상기 데이터 패킷에 대하여 데이터 오브젝터 헤더를 해석하여 타이밍정보 플래그 및 타이밍정보를 구하고, 동기 참조 판별 수단의 제어에 의하여 입력되는 디 코딩 및 재생의 타이밍정보를 이용하여 데이터 오브젝터 파일의 디코딩 시간 및 재생 시간을 결정한 후, 상기 디코딩시간에 따라 상기 데이터 패킷을 디코딩하기 위한 DMB 데이터 디코딩 수단;
    상기 DMB 데이터 디코딩 수단이 구한 타이밍정보 플래그를 해석하고, 상기 타이밍정보 플래그의 해석 결과에 따라 해당 타이밍정보가 상기 DMB 데이터 디코딩 수단으로 전달되도록 제어하기 위한 동기 참조 판별 수단;
    상기 DMB AV 디코딩 수단에서 디코딩된 AV스트림을 재생하기 위한 DMB AV 재생 수단; 및
    상기 DMB 데이터 디코딩 수단에서 디코딩되어 출력되는 데이터를 상기 재생 시간에 따라 재생하는 데이터 재생 수단
    을 포함하는 오디오/비디오 서비스와 데이터 서비스의 동기화를 위한 지상파 디지털멀티미디어방송 수신 시스템.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 MSC 처리 수단에서 분리된 AV 스트림이 외부호화된 경우에는 상기 AV 스트림에 대하여 외복호화를 수행하여 상기 DMB AV 디코딩 수단으로 전달하기 위한 외복호화 수단
    을 더 포함하는 오디오/비디오 서비스와 데이터 서비스의 동기화를 위한 지상파 디지털멀티미디어방송 수신 시스템.
  10. 제 8 항 또는 제 9 항에 있어서,
    상기 동기 참조 판별 수단의 제어 과정은,
    상기 타이밍정보 플래그를 해석하여, 타이밍정보가 프로그램타임스탬프(PTS)로 판별되면 상기 DMB AV 디코딩 수단으로부터 프로그램기준시간정보(PCR)가 상기 DMB 데이터 디코딩 수단으로 전달되도록 제어하고; 상기 타이밍정보가 UTC절대시간정보로 판별되면 상기 FIC 해석 수단으로부터 UTC절대시간정보가 상기 DMB 데이터 디코딩 수단으로 전달되도록 제어하는 것을 특징으로 하는 오디오/비디오 서비스와 데이터 서비스의 동기화를 위한 지상파 디지털멀티미디어방송 수신 시스템.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 DMB 데이터 디코딩 수단의 디코딩 시간 및 재생 시간 결정 과정은,
    상기 DMB AV 디코딩 수단에서 추출된 프로그램기준시간정보(PCR)의 소정의 하위비트를 취하여, 데이터 오브젝터의 헤더에 삽입된 프로그램타임스탬프(PTS) 기반의 타이밍정보필드와 비교하여 데이터 오브젝터 파일의 디코딩 시간 및 재생 시간을 결정하는 것을 특징으로 하는 오디오/비디오 서비스와 데이터 서비스의 동기화를 위한 지상파 디지털멀티미디어방송 수신 시스템.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 DMB 데이터 디코딩 수단의 디코딩 시간 및 재생 시간 결정 과정은,
    상기 FIC 해석 수단으로부터 출력된 UTC절대시간정보와 UTC기반의 타이밍정보필드를 비교하여 데이터 오브젝터 파일의 디코딩 시간 및 재생 시간을 결정하는 것을 특징으로 하는 오디오/비디오 서비스와 데이터 서비스의 동기화를 위한 지상파 디지털멀티미디어방송 수신 시스템.
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